大学物理电磁学题库及答案
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大学物理电磁学试题(1)一、选择题:(每题3分,共30分)1. 关于高斯定理的理解有下面几种说法,其中正确的是:(A)如果高斯面上E处处为零,则该面内必无电荷。
(B)如果高斯面内无电荷,则高斯面上E处处为零。
(C)如果高斯面上E处处不为零,则该面内必有电荷。
(D)如果高斯面内有净电荷,则通过高斯面的电通量必不为零(E )高斯定理仅适用于具有高度对称性的电场。
[ ]2. 在已知静电场分布的条件下,任意两点1P 和2P 之间的电势差决定于:(A)1P 和2P 两点的位置。
(B)1P 和2P 两点处的电场强度的大小和方向。
(C)试验电荷所带电荷的正负。
(D)试验电荷的电荷量。
[ ] 3. 图中实线为某电场中的电力线,虚线表示等势面,由图可看出:(A)C B A E E E >>,C B A U U U >> (B)C B A E E E <<,C B A U U U << (C)C B A E E E >>,C B A U U U <<(D)C B A E E E <<,C B A U U U >> [ ]4. 如图,平行板电容器带电,左、右分别充满相对介电常数为ε1与ε2的介质,则两种介质内:(A)场强不等,电位移相等。
(B)场强相等,电位移相等。
(C)场强相等,电位移不等。
(D)场强、电位移均不等。
[ ] 5. 图中,Ua-Ub 为:(A)IR -ε (B)ε+IR(C)IR +-ε (D)ε--IR [ ]6. 边长为a 的正三角形线圈通电流为I ,放在均匀磁场B 中,其平面与磁场平行,它所受磁力矩L 等于:(A)BI a 221 (B)BI a 2341 (C)BI a2 (D)0 [ ]7. 如图,两个线圈P 和Q 并联地接到一电动势恒定的电源上,线圈P 的自感和电阻分别是线圈Q 的两倍,线圈P 和Q 之间的互感可忽略不计,当达到稳定状态后,线圈P 的磁场能量与Q 的磁场能量的比值是:(A)4; (B)2; (C)1; (D)1/2 [ ] 8. 在如图所示的电路中,自感线圈的电阻为Ω10,自感系数为H 4.0,电阻R 为Ω90,电源电动势为V 40,电源内阻可忽略。
清华大学《大学物理》题库(第二部分:电磁学)【解答】

第四章真空中的静电场4.1库仑定律4.1.1库仑定律第1题【1440】真空中有两个点电荷M、N,相互间作用力为⃗F,当另一点电荷Q移近这两个点电荷时,M、N两点电荷之间的作用力(A)大小不变,方向改变(B)大小改变,方向不变(C)大小和方向都不变(D)大小和方向都改变4.1.2电场力叠加原理第3题【5093】电荷Q(Q>0)均匀分布在长为L的细棒上,在细棒的延长线上距细棒中心O距离为a的P 点处放一电荷为q(q>0)的点电荷,求带电细棒对该点电荷的静电力。
4.2电场强度4.2.1电场强度的定义的方向与该处电场强度的方向相反。
解析【答案】D【解析】曲线运动,静电力。
依题意,质点做曲线运动,速率递减,所以切向加速度与运动方向相反,而法向加速度一定指向凹侧,所以质点在C点的总的加速度沿C中箭头方向,所以质点所受到的力的方向与加速度的方向一致。
又因为质点带负电荷,所以电场力的方向与电场强度的方向相反,因此图D正确。
4.2.2电场叠加原理解析【答案】0【解析】库仑定律,电场叠加原理。
由于对称性,很容易得到中心处的电场强度为零。
第8题【1262】用绝缘细线弯成的半圆环,半径为R,其上均匀地带有正电荷Q,试求圆心O点的电场强度。
解析【解析】电场叠加原理。
解析【解析】电场叠加原理。
先分别求半无限长带电直线和半圆弧在圆心O点的场强。
如下图。
第13题【1264】一半径为R的半球面,均匀地带有电荷,电荷面密度为σ,求球心O处的电场强度。
4.3电通量高斯定理电通量4.3.14.3.2高斯定理的理解(D)只适用于虽然不具有(C)中所述的对称性、但可以找到合适的高斯面的静电场解析【答案】A【解析】高斯定理。
高斯定理本身适用于任何静电场。
只是对于真空中的静电场,右边的电荷只包括自由电荷,因为真空中并不存在束缚电荷,而对于介质,电荷包含了自由电荷和束缚电荷。
关于对称性,定理本身并不要求一定要具有什么对称性,但在具体的计算过程中,只有某些特殊对称性的电场,才可以取比较适当的高斯面,可以求出通过高斯面的电通量。
大学电磁学考试题及答案

大学电磁学考试题及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 电磁波在真空中的传播速度是多少?A. 3×10^8 m/sB. 3×10^5 m/sC. 3×10^6 m/sD. 3×10^9 m/s答案:A2. 法拉第电磁感应定律描述的是哪种现象?A. 电荷守恒定律B. 电荷的产生和消失C. 磁场变化产生电场D. 电场变化产生磁场答案:C3. 根据洛伦兹力公式,当一个带电粒子垂直于磁场运动时,其受到的力的方向是?A. 与磁场方向相同B. 与磁场方向相反C. 与带电粒子速度方向相同D. 与带电粒子速度方向垂直答案:D4. 麦克斯韦方程组中描述电荷分布与电场关系的是?A. 高斯定律B. 法拉第电磁感应定律C. 安培环路定理D. 洛伦兹力公式答案:A5. 一个闭合电路中的感应电动势与什么因素有关?A. 磁通量的变化率B. 磁通量的大小C. 电路的电阻D. 电流的大小答案:A6. 根据电磁波的性质,以下哪种波长与频率的关系是正确的?A. 波长与频率成正比B. 波长与频率成反比C. 波长与频率无关D. 波长与频率成正比,但与速度无关答案:B7. 在电磁学中,磁感应强度的单位是什么?A. 库仑B. 特斯拉C. 安培D. 伏特答案:B8. 电磁波的传播不需要介质,这是因为电磁波具有哪种特性?A. 粒子性B. 波动性C. 传播性D. 能量性答案:B9. 根据电磁学理论,以下哪种情况下磁场强度最大?A. 导线电流较小B. 导线电流较大C. 导线电流为零D. 导线电流变化答案:B10. 电磁波的频率与波长的关系是什么?A. 频率越高,波长越长B. 频率越高,波长越短C. 频率与波长无关D. 频率与波长成正比答案:B二、填空题(每题2分,共20分)1. 电磁波的传播速度在真空中是______。
答案:3×10^8 m/s2. 根据法拉第电磁感应定律,当磁通量发生变化时,会在______产生感应电动势。
大学物理电磁学题库及答案

一、选择题:(每题3分) 1、均匀磁场的磁感强度B 垂直于半径为r 的圆面.今以该圆周为边线,作一半球面S ,则通过S 面的磁通量的大小为(A) 2πr 2B . (B) πr 2B .(C) 0. (D) 无法确定的量. [ B ]2、在磁感强度为B 的均匀磁场中作一半径为r 的半球面S ,S 边线所在平面的法线方向单位矢量n 与B 的夹角为α ,则通过半球面S 的磁通量(取弯面向外为正)为(A) πr 2B . (B) 2 πr 2B .(C) -πr 2B sin α. (D) -πr 2B cos α. [ D ]3、有一个圆形回路1及一个正方形回路2,圆直径和正方形的边长相等,二者中通有大小相等的电流,它们在各自中心产生的磁感强度的大小之比B 1 / B 2为(A) 0.90. (B) 1.00.(C) 1.11. (D) 1.22. [ C ]4、如图所示,电流从a 点分两路通过对称的圆环形分路,汇合于b 点.若ca 、bd 都沿环的径向,则在环形分路的环心处的磁感强度(A) 方向垂直环形分路所在平面且指向纸内.(B) 方向垂直环形分路所在平面且指向纸外. (C) 方向在环形分路所在平面,且指向b .(D) 方向在环形分路所在平面内,且指向a .(E) 为零.[E ]5、通有电流I 的无限长直导线有如图三种形状,则P ,Q ,O 各点磁感强度的大小B P ,B Q ,B O 间的关系为: (A) B P > B Q > B O . (B) B Q > B P > B O . (C) B Q > B O > B P . (D) B O > B Q > B P .[ D ]6、边长为l 的正方形线圈,分别用图示两种方式通以电流I (其中ab 、cd 与正方形共面),在这两种情况下,线圈在其中心产生的磁感强度的大小分别为(A) 01=B ,02=B . (B) 01=B ,l I B π=0222μ. (C) lI B π=0122μ,02=B .al π01lπ02[ C ]7、在真空中有一根半径为R 的半圆形细导线,流过的电流为I ,则圆心处的磁感强度为(A) R 140πμ. (B) R120πμ. (C) 0. (D) R140μ. [ D ]9、电流I 由长直导线1沿垂直bc 边方向经a 点流入由电阻均匀的导线构成的正三角形线框,再由b 点沿垂直ac 边方向流出,经长直导线2返回电源(如图).若载流直导线1、2和三角形框中的电流在框中心O 点产生的磁感强度分别用1B 、2B 和3B 表示,则O 点的磁感强度大小 (A) B = 0,因为B 1 = B 2 = B 3 = 0. (B) B = 0,因为虽然B 1≠ 0、B 2≠ 0,但021=+B B ,B 3 = 0. (C) B ≠ 0,因为虽然B 3= 0,但021≠+B B . (D) B ≠ 0,因为虽然021=+B B ,但B 3≠ 0. [ A ]10、电流由长直导线1沿半径方向经a 点流入一电阻均匀的圆环,再由b 点沿切向从圆环流出,经长导线2返回电源(如图).已知直导线上电流强度为I ,圆环的半径为R ,且a 、b 与圆心O 三点在同一直线上.设直电流1、2及圆环电流分别在O 点产生的磁感强度为1B 、2B 及3B ,则O 点的磁感强度的大小(B) B = 0,因为B 1 = B 2 = B 3 = 0. (B) B = 0,因为021=+B B ,B 3 = 0.(C) B ≠ 0,因为虽然B 1 = B 3 = 0,但B 2≠ 0.(D) B ≠ 0,因为虽然B 1 = B 2 = 0,但B 3≠ 0.(E) B ≠ 0,因为虽然B 2 = B 3 = 0,但B 1≠ 0. [ C ]11、电流I 由长直导线1沿垂直bc 边方向经a 点流入由电阻均匀的导线构成的正三角形线框,再由b 点流出,经长直导线2沿cb 延长线方向返回电源(如图).若载流直导线1、2和三角形框中的电流在框中心O 点产生的磁感强度分别用1B 、2B 和3B 表示,则O 点的磁感强度大小(C) B = 0,因为B 1 = B 2 = B 3 = 0. (B) B = 0,因为虽然B 1≠ 0、B 2≠ 0,但021=+B B ,B 3 = 0.(C) B ≠ 0,因为虽然B 3 = 0、B 1= 0,但B 2≠ 0. (D) B ≠ 0,因为虽然021≠+B B ,但3B ≠ 0. [ C ]12、电流由长直导线1沿平行bc 边方向经过a 点流入由电阻均匀的导线构成的正三角形线框,由b 点流出,经长直导线2沿cb 延长线方向返回电源(如图).已知直导线上的电流为I ,三角框的每一边长为l .若载流导线1、2和三角框中的电流在三角框中心O 点产生的磁感强度分别用1B 、2B 和3B 表示,则O 点的磁感强度大小 (A) B = 0,因为B 1 = B 2 = B 3 = 0. (B) B = 0,因为021=+B B ,B 3= 0. (C) B ≠0,因为虽然021=+B B ,但B 3≠ 0. (D) B ≠0,因为虽然B 3= 0,但021≠+B B . [ D ]13、电流由长直导线1沿半径方向经a 点流入一电阻均匀的圆环,再由b 点沿半径方向流出,经长直导线2返回电源(如图).已知直导线上电流为I ,圆环的半径为R ,且a 、b与圆心O 三点在一直线上.若载流直导线1、2和圆环中的电流在O 点产生的磁感强度分别用1B 、2B 和3B 表示,则O 点磁感强度的大小为(D) B = 0,因为B 1 = B 2 = B 3 = 0. (B) B = 0,因为虽然B 1≠ 0、B 2≠ 0,但021=+B B ,B 3 = 0. (C) B ≠ 0,因为虽然021=+B B ,但B 3≠ 0. (D) B ≠ 0,因为虽然B 3 = 0,但021≠+B B . [ A ]15、电流由长直导线1沿半径方向经a 点流入一由电阻均匀的导线构成的圆环,再由b 点沿半径方向从圆环流出,经长直导线2返回电源(如图).已知直导线上电流强度为I ,∠aOb =30°.若长直导线1、2和圆环中的电流在圆心O 点产生的磁感强度分别用1B 、2B 、3B 表示,则圆心O 点的磁感强度大小 (E) B = 0,因为B 1 = B 2 = B 3 = 0. (B) B = 0,因为虽然B 1≠ 0、B 2≠ 0,但021=+B B ,B 3 = 0. (C) B ≠ 0,因为虽然B 3= 0,但021≠+B B . (D) B ≠ 0,因为B 3≠ 0,021≠+B B ,所以0321≠++B B B . [ A ]16、如图所示,电流由长直导线1沿ab 边方向经a 点流入由电阻均匀的导线构成的正方形框,由c 点沿dc 方向流出,经长直导线2返回电源.设载流导线1、2和正方形框中的电流在框中心O 点产生的磁感强度分别用1B 、2B 、3B 表示,则O 点的磁感强度大小(A) B = 0,因为B1 = B2 = B3 = 0.(B) B = 0,因为虽然B 1≠ 0、B 2≠ 0,但021=+B B .B 3 = 0 (C) B ≠ 0,因为虽然021=+B B ,但B 3≠ 0. (D) B ≠ 0,因为虽然B 3= 0,但021≠+B B . [ B ]17、 如图所示,电流I 由长直导线1经a 点流入由电阻均匀的导线构成的正方形线框,由b 点流出,经长直导线2返回电源(导线1、2的延长线均通过O 点).设载流导线1、2和正方形线框中的电流在框中心O 点产生的磁感强度分别用 1B 、2B 、3B 表示,则O 点的磁感强度大小(A) B = 0,因为B 1 = B 2 = B 3 = 0. (B) B = 0,因为虽然B 1≠ 0、B 2≠ 0、B 3≠ 0,但0321=++B B B . (C) B ≠ 0,因为虽然021=+B B ,但B 3≠ 0. (D) B ≠ 0,因为虽然B 3= 0,但021≠+B B . [ A ]19、如图,边长为a 的正方形的四个角上固定有四个电荷均为q 的点电荷.此正方形以角速度ω 绕AC 轴旋转时,在中心O 点产生的磁感强度大小为B 1;此正方形同样以角速度ω绕过O 点垂直于正方形平面的轴旋转时,在O 点产生的磁感强度的大小为B 2,则B 1与B 2间的关系为(A) B 1 = B 2. (B) B 1 = 2B 2.(C) B 1 = 21B 2. (D) B 1 = B 2 /4. [ C ]20、边长为L 的一个导体方框上通有电流I ,则此框中心的磁感强度(A) 与L 无关. (B) 正比于L 2.(C) 与L 成正比. (D) 与L 成反比. (E) 与I 2有关. [ D ]21、如图,流出纸面的电流为2I ,流进纸面的电流为I ,则下述各式中哪一个是正确的? (A) I l H L 2d 1=⎰⋅ . (B) I l H L =⎰⋅2d (C) I l H L -=⎰⋅3d . (D) I l H L -=⎰⋅4d .12C q 4[ D ]22、如图,在一圆形电流I 所在的平面内,选取一个同心圆形闭合回路L ,则由安培环路定理可知 (A) 0d =⎰⋅L l B ,且环路上任意一点B = 0. (B) 0d =⎰⋅L l B ,且环路上任意一点B ≠0.(C) 0d ≠⎰⋅L l B ,且环路上任意一点B ≠0.(D) 0d ≠⎰⋅Ll B ,且环路上任意一点B =常量. [ B ]23、如图,两根直导线ab 和cd 沿半径方向被接到一个截面处处相等的铁环上,稳恒电流I 从a 端流入而从d 端流出,则磁感强度B 沿图中闭合路径L 的积分⎰⋅L l B d 等于(A) I 0μ. (B) I 031μ. (C) 4/0I μ. (D) 3/20I μ. [ D ] 24、若空间存在两根无限长直载流导线,空间的磁场分布就不具有简单的对称性,则该磁场分布(A) 不能用安培环路定理来计算.(B) 可以直接用安培环路定理求出.(C) 只能用毕奥-萨伐尔定律求出.(D) 可以用安培环路定理和磁感强度的叠加原理求出. [ D ]25、取一闭合积分回路L ,使三根载流导线穿过它所围成的面.现改变三根导线之间的相互间隔,但不越出积分回路,则 (A) 回路L 内的∑I 不变,L 上各点的B 不变. (B) 回路L 内的∑I 不变,L 上各点的B 改变. (C) 回路L 内的∑I 改变,L 上各点的B 不变. (D) 回路L 内的∑I 改变,L 上各点的B 改变. [ B ]27、在图(a)和(b)中各有一半径相同的圆形回路L 1、L 2,圆周内有电流I 1、I 2,其分布相同,且均在真空中,但在(b)图中L 2回路外有电流I 3,P 1、P 2为两圆形回路上的对应点,则: (A) =⎰⋅1d L l B ⎰⋅2d L l B , 21P P B B = (B)≠⎰⋅1d L l B ⎰⋅2d L l B , 21P P B B =. (C) =⎰⋅1d L l B ⎰⋅2d L l B , 21P P B B ≠. (D) ≠⎰⋅1d L l B ⎰⋅2d L l B , 21P P B B ≠. [ C ]L O II Ia b c d 120°L 2 P 1 P 2I 1 I 2 I 3 I 1 I 2 (a) (b) ⊙⊙ ⊙⊙ ⊙28、如图,一个电荷为+q 、质量为m 的质点,以速度v 沿x 轴射入磁感强度为B 的均匀磁场中,磁场方向垂直纸面向里,其范围从x = 0延伸到无限远,如果质点在x = 0和y = 0处进入磁场,则它将以速度v -从磁场中某一点出来,这点坐标是x = 0 和(A) qB m y v +=. (B) qBm y v 2+=. (C) qB m y v 2-=. (D) qBm y v -=. [ B ] 30、A 、B 两个电子都垂直于磁场方向射入一均匀磁场而作圆周运动.A 电子的速率是B 电子速率的两倍.设R A ,R B 分别为A 电子与B 电子的轨道半径;T A ,T B 分别为它们各自的周期.则(A) R A ∶R B =2,T A ∶T B =2. (B) R A ∶R B 21=,T A ∶T B =1. (C) R A ∶R B =1,T A ∶T B 21=. (D) R A ∶R B =2,T A ∶T B =1. [ D ]31、一铜条置于均匀磁场中,铜条中电子流的方向如图所示.试问下述哪一种情况将会发生? (A) 在铜条上a 、b 两点产生一小电势差,且U a > U b . (B) 在铜条上a 、b 两点产生一小电势差,且U a < U b . (C) 在铜条上产生涡流. (D) 电子受到洛伦兹力而减速. [ A ]32、一电荷为q 的粒子在均匀磁场中运动,下列哪种说法是正确的?(A) 只要速度大小相同,粒子所受的洛伦兹力就相同.(B) 在速度不变的前提下,若电荷q 变为-q ,则粒子受力反向,数值不变.(C) 粒子进入磁场后,其动能和动量都不变.(D) 洛伦兹力与速度方向垂直,所以带电粒子运动的轨迹必定是圆.[ B ]34、图为四个带电粒子在O 点沿相同方向垂直于磁感线射入均匀磁场后的偏转轨迹的照片.磁场方向垂直纸面向外,轨迹所对应的四个粒子的质量相等,电荷大小也相等,则其中动能最大的带负电的粒子的轨迹是(A) Oa . (B) Ob .(C) Oc . (D) Od . [ C ]O × × ×大学物理 电磁学 35、如图所示,在磁感强度为B 的均匀磁场中,有一圆形载流导线,a 、b 、c 是其上三个长度相等的电流元,则它们所受安培力大小的关系为(A) F a > F b > F c . (B) F a < F b < F c .(C) F b > F c > F a . (D) F a > F c > F b . [ C ]36、如图,长载流导线ab 和cd 相互垂直,它们相距l ,ab 固定不动,cd 能绕中点O 转动,并能靠近或离开ab .当电流方向如图所示时,导线cd 将 (A) 顺时针转动同时离开ab .(B) 顺时针转动同时靠近ab .(C) 逆时针转动同时离开ab.(D) 逆时针转动同时靠近ab . [ D ]37、两个同心圆线圈,大圆半径为R ,通有电流I 1;小圆半径为r ,通有电流I 2,方向如图.若r << R (大线圈在小线圈处产生的磁场近似为均匀磁场),当它们处在同一平面内时小线圈所受磁力矩的大小为 (A) R r I I 22210πμ. (B) Rr I I 22210μ. (C) rR I I 22210πμ. (D) 0. [ D ]339、有一N 匝细导线绕成的平面正三角形线圈,边长为a ,通有电流I ,置于均匀外磁场B 中,当线圈平面的法向与外磁场同向时,该线圈所受的磁力矩M m 值为(A) 2/32IB Na . (B) 4/32IB Na .(C) ︒60sin 32IB Na . (D) 0. [ B ]40、有一矩形线圈AOCD ,通以如图示方向的电流I ,将它置于均匀磁场B 中,B 的方向与x 轴正方向一致,线圈平面与x 轴之间的夹角为α,α < 90°.若AO 边在y 轴上,且线圈可绕y 轴自由转动,则线圈将 (A) 转动使α 角减小. (B) 转动使α角增大. (C) 不会发生转动.(D) 如何转动尚不能判定. [ D ]41、若一平面载流线圈在磁场中既不受力,也不受力矩作用,这说明:(A) 该磁场一定均匀,且线圈的磁矩方向一定与磁场方向平行.O r R I 1 I 2(B) 该磁场一定不均匀,且线圈的磁矩方向一定与磁场方向平行.(C) 该磁场一定均匀,且线圈的磁矩方向一定与磁场方向垂直.(D) 该磁场一定不均匀,且线圈的磁矩方向一定与磁场方向垂直.[ A ] 42、图示一测定水平方向匀强磁场的磁感强度B (方向见图)的实验装置.位于竖直面内且横边水平的矩形线框是一个多匝的线圈.线框挂在天平的右盘下,框的下端横边位于待测磁场中.线框没有通电时,将天平调节平衡;通电后,由于磁场对线框的作用力而破坏了天平的平衡,须在天平左盘中加砝码m 才能使天平重新平衡.若待测磁场的磁感强度增为原来的3倍,而通过线圈的电流减为原来的21,磁场和电流方向保持不变,则要使天平重新平衡,其左盘中加的砝码质量应为(A) 6m . (B) 3m /2.(C) 2m /3. (D) m /6.(E) 9m /2. [ B ]43、如图,无限长直载流导线与正三角形载流线圈在同一平面内,若长直导线固定不动,则载流三角形线圈将(A) 向着长直导线平移.(B) 离开长直导线平移.(C) 转动. (D) 不动.[ A ]44、四条皆垂直于纸面的载流细长直导线,每条中的电流皆为I .这四条导线被纸面截得的断面,如图所示,它们组成了边长为2a 的正方形的四个角顶,每条导线中的电流流向亦如图所示.则在图中正方形中心点O 的磁感强度的大小为 (A) I aB π=02μ. (B) I a B 2π=02μ. (C) B = 0. (D) I aB π=0μ. [C ]46、四条平行的无限长直导线,垂直通过边长为a =20 cm 的正方形顶点,每条导线中的电流都是I =20 A ,这四条导线在正方形中心O 点产生的磁感强度为 (μ0 =4π×10-7 N ·A -2)(A) B =0. (B) B = 0.4×10-4 T . (C) B = 0.8×10-4 T. (D) B =1.6×10-4 T . [ C ]BI 1 I a a47、有一半径为R 的单匝圆线圈,通以电流I ,若将该导线弯成匝数N = 2的平面圆线圈,导线长度不变,并通以同样的电流,则线圈中心的磁感强度和线圈的磁矩分别是原来的(A) 4倍和1/8. (B) 4倍和1/2.(C) 2倍和1/4. (D) 2倍和1/2. [ B ]55、一闭合正方形线圈放在均匀磁场中,绕通过其中心且与一边平行的转轴OO ′转动,转轴与磁场方向垂直,转动角速度为ω,如图所示.用下述哪一种办法可以使线圈中感应电流的幅值增加到原来的两倍(导线的电阻不能忽略)?(A)把线圈的匝数增加到原来的两倍.(B) 把线圈的面积增加到原来的两倍,而形状不变.(C) 把线圈切割磁力线的两条边增长到原来的两倍.(D) 把线圈的角速度ω增大到原来的两倍.[ D ]56、一导体圆线圈在均匀磁场中运动,能使其中产生感应电流的一种情况是(A) 线圈绕自身直径轴转动,轴与磁场方向平行.(B) 线圈绕自身直径轴转动,轴与磁场方向垂直.(C) 线圈平面垂直于磁场并沿垂直磁场方向平移.(D) 线圈平面平行于磁场并沿垂直磁场方向平移.[ B ]57、如图所示,一矩形金属线框,以速度v 从无场空间进入一均匀磁场中,然后又从磁场中出来,到无场空间中.不计线圈的自感,下面哪一条图线正确地表示了线圈中的感应电流对时间的函数关系?(从线圈刚进入磁场时刻开始计时,I 以顺时针方向为正)[ C ]58、两根无限长平行直导线载有大小相等方向相反的电流I ,并各以d I /d t 的变化率增长,一矩形线圈位于导线平面内(如图),则:(A) 线圈中无感应电流. (B) 线圈中感应电流为顺时针方向.B I O (D)I O (C)O (B) I(C) 线圈中感应电流为逆时针方向.(D) 线圈中感应电流方向不确定. [ B ]59、将形状完全相同的铜环和木环静止放置,并使通过两环面的磁通量随时间的变化率相等,则不计自感时(A) 铜环中有感应电动势,木环中无感应电动势.(B) 铜环中感应电动势大,木环中感应电动势小.(C) 铜环中感应电动势小,木环中感应电动势大.(D) 两环中感应电动势相等. [ D ]60、在无限长的载流直导线附近放置一矩形闭合线圈,开始时线圈与导线在同一平面内,且线圈中两条边与导线平行,当线圈以相同的速率作如图所示的三种不同方向的平动时,线圈中的感应电流(A) 以情况Ⅰ中为最大. (B) 以情况Ⅱ中为最大.(C) 以情况Ⅲ中为最大. (D) 在情况Ⅰ和Ⅱ中相同. [ B ]61、一个圆形线环,它的一半放在一分布在方形区域的匀强磁场B 中,另一半位于磁场之外,如图所示.磁场B 的方向垂直指向纸内.欲使圆线环中产生逆时针方向的感应电流,应使(A) 线环向右平移. (B) 线环向上平移. (C) 线环向左平移.(D) 磁场强度减弱. [ C ]62、如图所示,一载流螺线管的旁边有一圆形线圈,欲使线圈产生图示方向的感应电流i ,下列哪一种情况可以做到? (A) 载流螺线管向线圈靠近.(B) 载流螺线管离开线圈. (C) 载流螺线管中电流增大.(D) 载流螺线管中插入铁芯. [ B ]63、如图所示,闭合电路由带铁芯的螺线管,电源,滑线变阻器组成.问在下列哪一种情况下可使线圈中产生的感应电动势与原电流I的方向相反. (A) 滑线变阻器的触点A 向左滑动. (B) 滑线变阻器的触点A 向右滑动. (C) 螺线管上接点B 向左移动(忽略长螺线管的电阻).(D) 把铁芯从螺线管中抽出. [ A ]b d bcd c d v v ⅠⅢⅡ I64、 一矩形线框长为a 宽为b ,置于均匀磁场中,线框绕OO ′轴,以匀角速度ω旋转(如图所示).设t =0时,线框平面处于纸面内,则任一时刻感应电动势的大小为(A) 2abB | cos ω t |. (B) ω abB(C)t abB ωωcos 21. (D) ω abB | cos ω t |.(E) ω abB | sin ω t |. [ D ]65、一无限长直导体薄板宽为l ,板面与z 轴垂直,板的长度方向沿y 轴,板的两侧与一个伏特计相接,如图.整个系统放在磁感强度为B 的均匀磁场中,B的方向沿z 轴正方向.如果伏特计与导体平板均以速度v向y 轴正方向移动,则伏特计指示的电压值为(A) 0. (B) 21v Bl .(C) v Bl . (D) 2v Bl . [ A ]66、一根长度为L 的铜棒,在均匀磁场 B中以匀角速度ω绕通过其一端O 的定轴旋转着,B 的方向垂直铜棒转动的平面,如图所示.设t =0时,铜棒与Ob 成θ 角(b 为铜棒转动的平面上的一个固定点),则在任一时刻t 这根铜棒两端之间的感应电动势是:(A) )cos(2θωω+t B L . (B) t B L ωωcos 212.(C) )cos(22θωω+t B L . (D) B L 2ω.(E)B L 221ω. [ E ]67、如图,长度为l 的直导线ab 在均匀磁场B中以速度v 移动,直导线ab 中的电动势为(A) Bl v . (B) Bl v sin α. (C) Bl v cos α. (D) 0. [ D ]68、如图所示,导体棒AB 在均匀磁场B 中 绕通过C 点的垂直于棒长且沿磁场方向的轴OO ' 转动(角速度ω与B 同方向),BC 的长度为棒长的31,则(A) A 点比B 点电势高. (B) A 点与B 点电势相等.(B) A 点比B 点电势低. (D) 有稳恒电流从A 点流向B 点.O Ba bω z By lVBω L O θ blb avαOO ′ BB A C[ A ]69、如图所示,矩形区域为均匀稳恒磁场,半圆形闭合导线回路在纸面内绕轴O 作逆时针方向匀角速转动,O 点是圆心且恰好落在磁场的边缘上,半圆形闭合导线完全在磁场外时开始计时.图(A)—(D)的--t 函数图象中哪一条属于半圆形导线回路中产生的感应电动势?[ A ]70、如图所示,M 、N 为水平面内两根平行金属导轨,ab 与cd 为垂直于导轨并可在其上自由滑动的两根直裸导线.外磁场垂直水平面向上.当外力使ab 向右平移时,cd (A) 不动. (B) 转动. (C) 向左移动. (D) 向右移动.[ D ]72、已知一螺绕环的自感系数为L .若将该螺绕环锯成两个半环式的螺线管,则两个半环螺线管的自感系数(A) 都等于L 21. (B) 有一个大于L 21,另一个小于L 21.(C) 都大于L 21. (D) 都小于L 21. [ D ]73、面积为S 和2 S 的两圆线圈1、2如图放置,通有相同的电流I .线圈1的电流所产生的通过线圈2的磁通用Φ21表示,线圈2的电流所产生的通过线圈1的磁通用Φ12表示,则Φ21和Φ12的大小关系为: (A) Φ21 =2Φ12. (B) Φ21 >Φ12.(C) Φ21 =Φ12. (D) Φ21 =21Φ12. [ A ]76、两根很长的平行直导线,其间距离d 、与电源组成回路如图.已知导线上的电流为I ,两根导线的横截面的半径均为r 0.设用L 表示两导线回路单位长度的自感系数,则沿导线单位长度的空间内的总磁能W m 为 (A) 221LI .(B) 221LI ⎰∞+π-+0d π2])(2π2[2002r r r r d I r I I μμ (C) ∞.t O (A)t O(C)t O (B)t O(D)C DO ωBc abd N MB12S 2 SI II I d 2r 0(D)221LI 020ln 2r dI π+μ [ A ]77、真空中一根无限长直细导线上通电流I ,则距导线垂直距离为a 的空间某点处的磁能密度为(A) 200)2(21a I πμμ (B) 200)2(21a I πμμ (C) 20)2(21I a μπ (D) 200)2(21a I μμ [ B ] 79、对位移电流,有下述四种说法,请指出哪一种说法正确.(A) 位移电流是指变化电场.(B) 位移电流是由线性变化磁场产生的. (C) 位移电流的热效应服从焦耳─楞次定律.(D) 位移电流的磁效应不服从安培环路定理. [ A ]80、在感应电场中电磁感应定律可写成t l E L K d d d Φ-=⎰⋅ ,式中K E 为感应电场电场强度.此式表明:(A) 闭合曲线L 上K E处处相等. (B) 感应电场是保守力场.(C) 感应电场的电场强度线不是闭合曲线. (D) 在感应电场中不能像对静电场那样引入电势的概念. [ D ] 二、填空题(每题4分)81、一磁场的磁感强度为k c j b i a B++= (SI),则通过一半径为R ,开口向z 轴正方向的半球壳表面的磁通量的大小为πR 2c Wb .82、真空中有一载有稳恒电流I 的细线圈,则通过包围该线圈的封闭曲面S的磁通量Φ=⎰⋅Ss d B=0.若通过S 面上某面元S d 的元磁通为d Φ,而线圈中的电流增加为2I 时,通过同一面元的元磁通为d Φ',则d Φ∶d Φ'=1:285、在真空中,将一根无限长载流导线在一平面内弯成如图所示的形状,并通以电流I ,则圆心O 点的磁感强度B 的值为μ0I/(4a ).87、在真空中,电流由长直导线1沿半径方向经a 点流入一由电阻均匀的导线构成的圆环,再由b 点沿切向从圆环流出,经长直导线2返回电源(如图).已知直导线上的电流强度为I ,圆环半径为R .a 、b 和圆心O 在同一直线上,则O 处的磁感强度B 的大小为_μ0I/(4R π)__.I IIa Oa b1 O 291、边长为2a 的等边三角形线圈,通有电流I ,则线圈中心 处的磁感强度的大小为___9μ0I /(4πa )__.92、两根长直导线通有电流I ,图示有三种环路;在每种情况下,⎰⋅l Bd 等于:________μ0I ___(对环路a ).________0____(对环路b ).___2μ0I ____(对环路c ).94、如图,在无限长直载流导线的右侧有面积为S 1和S 2的两个矩形回路.形回路的一边与长直载流导线平行.则通过面积为S 1路的磁通量与通过面积为S 2的矩形回路的磁通量之__1:1__.96、如图所示的空间区域内,分布着方向垂直于纸面的匀强磁场,在纸面内有一正方形边框abcd (磁场以边框为界).而a 、b 、c 三个角顶处开有很小的缺口.今有一束具有不同速度的电子由a 缺口沿ad 方向射入磁场区域,若b 、c 两缺口处分别有电子射出,则此两处出射电子的速率之比v b /v c =_1:2_101、电子在磁感强度为B的匀强磁场中垂直于磁力线运动.若轨道的曲率半径为R ,则磁场作用于电子上力的大小F =__ R(eB)2/(m e )__. 103、质量m ,电荷q 的粒子具有动能E ,垂直磁感线方向飞入磁感强度为B 的匀强磁场中.当该粒子越出磁场时,运动方向恰与进入时的方向相反,那么沿粒子飞入的方向上磁场的最小宽度L =__)/(2qB Em _____.104、如图所示,一根通电流I 的导线,被折成长度分别为a 、b ,夹角为 120°的两段,并置于均匀磁场B中,若导线的长度为b 的一段与B平行,则a ,b 两段载流导线所受的合磁 力的大小为___2/3aIB __.cdB105、如图所示,在真空中有一半径为a的3/4圆弧形的导线,其中通以稳恒电流I,导线置于均匀外磁场B中,且B与导线所在平面垂直.则该载流导线bc所受的磁力大小为__aIB2__.108、一面积为S,载有电流I的平面闭合线圈置于磁感强度为B的均匀磁场中,此线圈受到的最大磁力矩的大小为___ IBS__,此时通过线圈的磁通量为____0_.当此线圈受到最小的磁力矩作用时通过线圈的磁通量为__BS__.109.已知载流圆线圈1与载流正方形线圈2在其中心O处产生的磁感强度大小之比为B1∶B2 =1∶2,若两线圈所围面积相等,两线圈彼此平行地放置在均匀外磁场中,则它们所受力矩之比M1∶M2 =23)2(-π.110、已知面积相等的载流圆线圈与载流正方形线圈的磁矩之比为2∶1,圆线圈在其中心处产生的磁感强度为B0,那么正方形线圈(边长为a)在磁感强度为B的均匀外磁场中所受最大磁力矩为)__.111、有一长20 cm、直径1 cm的螺线管,它上面均匀绕有1000匝线圈,通以I = 10 A的电流.今把它放入B = 0.2 T的均匀磁场中,则螺线管受到的最大的作用力F =__0__螺线管受到的最大力矩值M =_0.157Nm __.112、电流元lId在磁场中某处沿直角坐标系的x轴方向放置时不受力,把电流元转到y轴正方向时受到的力沿z轴反方向,该处磁感强度B指向___+x _方向.113、如图,有一N匝载流为I的平面线圈(密绕),其面积为S,则在图示均匀磁场B的作用下,线圈所受到的磁力矩为_ NISB _.线圈法向矢量n将转向__ y轴正方向_.114、如图,半圆形线圈(半径为R)通有电流I.线圈处在与线圈平面平行向右的均匀磁场B中.线圈所受磁力矩的大小为IBR221π,方向为__在图面中向上_.把线圈绕OO'轴转过角度ππn+2,(n=1,2,…)时,磁力矩恰为零.IyxzOOO′R IB116、如图所示,在纸面上的直角坐标系中,有一根载流导线AC 置于垂直于纸面的均匀磁场B中,若I = 1 A ,B = 0.1 T ,则AC 导线所受的磁力大小为_5×10-3N __. 117、如图,一根载流导线被弯成半径为R 的1/4圆弧,放在磁感强度为B 的均匀磁场中,则载流导线ab 所受磁场的作用力的大小为BIR 2,方向沿y 轴正向 119、一无限长载流直导线,通有电流I ,弯成如图形状.设各线段皆在纸面内,则P 点磁感强度B的大小为aI B πμ830=120、一弯曲的载流导线在同一平面内,形状如图(O 点是半径为R 1和R 2的两个半圆弧的共同圆心,电流自无穷远来到无穷远去),则O 点磁感强度的大小是2020100444R IR IR IB πμμμ-+=121、已知两长直细导线A 、B 通有电流I A = 1 A ,I B = 2 A ,电流流向和放置位置如图.设I A 与I B 在P 点产生的磁感强度大小分别为B A 和B B ,则B A 与B B之比为1:1__,此时P 点处磁感强度P B与x 轴夹角为_30o __.137、一平行板空气电容器的两极板都是半径为R 的圆形导体片,在充电时,板间电场强度的变化率为d E /d t .若略去边缘效应,则两板间的位移电流为 dt dE R /20πε.140、平行板电容器的电容C 为20.0 μF ,两板上的电压变化率为d U /d t =1.50×105 V ·s -1,则该平行板电容器中的位移电流为_3A _.I A I B。
习题册_II1_电磁学+详细解答

磁感应强度、毕-萨定律1.有一个圆形回路1及一个正方形回路2,圆的直径和正方形的边长相等。
二者中通有大小相等的电流,它们在各自中心产生的磁感应强度的大小之比21/B B 为(A )0.90 (B )1.00 (C )1.11 (D )1.222.如图,边长为a 的正方形的四个角上固定有四个电量均为q 的点电荷。
此正方形以角速度ω绕过AC 轴旋转时,在中心O 点产生的磁感应强度大小为1B ;此正方形同样以角速度ω绕过O 点垂直于正方形平面的轴旋转时,在O 点产生的磁感应强度大小为2B ,则1B 与2B 间的关系为 (A )1B =2B (B )1B =22B(C )1B =212B (D )1B =412B3.一弯曲的载流导线在同一平面内,形状如图(O 点是半径为1R 和2R 的两个圆弧的共同圆心,电流自无限远来到无限远去),则O 点的磁感应强度的大小 是 。
4.在xy 平面内有两根互相绝缘、分别通有电流I3和I 的长直导线,设两导线互相垂直(如图),则在xy 平面内磁感应强度为零的点的轨迹方程为 。
x答案在后5.均匀带电直线AB ,电荷线密度为 ,绕垂直于直线的轴O 以角速度ω匀速转动(线的形状不变,O 点在AB 延长线上),求: (1)O 点的磁感应强度B ,(2)磁矩m p ,(3)若a >>b ,求B 及m p。
6.如图,半径为a ,带正电荷且线密度为λ的半圆,以角速度ω绕轴O 'O ''匀速旋转,求:(1)O 点的B,(2)旋转的带电半圆的磁矩m p。
(积分公式 201sin 2d πθθπ=⎰)7.一半径为R 的带电塑料圆盘,其中有一半径为r 的阴影部分均匀带正电荷,面密度为+σ,其余部分均匀带负电荷,面密度为-σ。
当圆盘以角速度ω旋转时,测得圆盘中心O 点的磁感应强度为零,R 与r 满足什么关系?8.将通有电流I 的导线在同一平面内弯成如图所示的形状,求D 点的磁感应强度的大小。
大学物理电磁学答案

大学物理电磁学答案【篇一:大学物理电磁学练习题及答案】(c) u12增大,e不变,w增大;vd(c) ib球壳,内半径为r。
在腔内离球心的距离为d处(d?r),固定一点电荷?q,如图所示。
用导线把球壳接地后,再把地线撤去。
选无穷远处为电势零点,则球心o处的电势为[ ]q?qq11(c)2. 一个平行板电容器, 充电后与电源断开,当用绝缘手柄将电容器两极板的距离拉大, 则两极板间的电势差u12、电场强度的大小e、电场能量w将发生如下变化:[ ](a) u12减小,e减小,w减小; (b) u12增大,e增大,w增大;(d) u12减小,e不变,w不变.3.如图,在一圆形电流i所在的平面内,选一个同心圆形闭合回路l?(a) lb?dl??0?,且环路上任意一点b?0(b) lb??dl??0?,且环路上任意一点b?0 (c) lb??dl??0?,且环路上任意一点b?0 ??(d),且环路上任意一点b? lb?dl?0?常量. [ ]4.一个通有电流i的导体,厚度为d,横截面积为s,放置在磁感应强度为b的匀强磁场中,磁场方向垂直于导体的侧表面,如图所示。
现测得导体上下两面电势差为v,则此导体的霍尔系数等于[ ]ibv(a) dsbvs(b)idivs(d) bd5.如图所示,直角三角形金属框架abc放在均匀磁场中,磁场b平行于ab边,bc的长度为l。
当金属框架绕ab边以匀角速度?转动时,abc回路中的感应电动势?和a、c两点间的电势差ua?uc为 [ ] (a)??0,u2a?uc?b?l(b)? ? 0, ua?u2c??b?l/2 (c)??b?l2,u2a?uc?b?l/2(d)??b?l2,u2a?uc?b?l6. 对位移电流,有下述四种说法,请指出哪一种说法正确 [ ](a) 位移电流是由变化的电场产生的;(b) 位移电流是由线性变化的磁场产生的; (c) 位移电流的热效应服从焦耳——楞次定律;(d) 位移电流的磁效应不服从安培环路定理.二、填空题(20分) 1.(本题5分)若静电场的某个区域电势等于恒量,则该区域的电场强度为,若电势随空间坐标作线性变化,则该区域的电场强度分布为 .2.(本题5分)一个绕有500匝导线的平均周长50cm的细螺绕环,铁芯的相对磁导率为600,载有0.3a电流时, 铁芯中的磁感应强度b的大小为;铁芯中的磁场强度h的大小为。
大学物理电磁学复习题含答案

题8-12图8-12 两个无限大的平行平面都均匀带电.电荷的面密度分别为1σ和2σ.解: 如题8-12图示.两带电平面均匀带电.电荷面密度分别为1σ与2σ.两面间. n E)(21210σσε-= 1σ面外. n E)(21210σσε+-= 2σ面外. n E)(21210σσε+=n:垂直于两平面由1σ面指为2σ面.8-13 半径为R 的均匀带电球体内的电荷体密度为ρ,若在球内挖去一块半径为r <R 的小球体.如题8-13图所示.试求:两球心O 与O '点的场强.并证明小球空腔内的电场是均匀的. 解: 将此带电体看作带正电ρ的均匀球与带电ρ-的均匀小球的组合.见题8-13图(a).(1) ρ+球在O 点产生电场010=E.ρ-球在O 点产生电场dπ4π3430320r E ερ= ∴ O 点电场d33030r E ερ= ; (2) ρ+在O '产生电场'dπ4d 3430301E ερπ=' ρ-球在O '产生电场002='E∴ O ' 点电场 003ερ='E OO题8-13图(a) 题8-13图(b)(3)设空腔任一点P 相对O '的位矢为r'.相对O 点位矢为r (如题8-13(b)图)则 03ερrEPO=. 03ερr E O P '-=' ,∴ 0003'3)(3ερερερd OO r r E E E OP PO P=='-=+='∴腔内场强是均匀的.8-14 一电偶极子由q =1.0×10-6C .两电荷距离d=0.2cm.把这电偶极子放在1.0×105N ·C -1.解: ∵ 电偶极子p在外场E 中受力矩E p M⨯=∴ qlE pE M ==max 代入数字4536max 100.2100.1102100.1---⨯=⨯⨯⨯⨯⨯=M m N ⋅8-15 两点电荷1q =1.5×10-8C.2q =3.0×10-8C.相距1r =42cm.要把它们之间的距离变为2r =25cm.需作多少功?解: ⎰⎰==⋅=22210212021π4π4d d r r r r q q r r q q r F A εε )11(21r r - 61055.6-⨯-=J外力需作的功 61055.6-⨯-=-='A A J题8-16图8-16 如题8-16图所示.在A .B 两点处放有电量分别为+q ,-q 的点电荷.AB 间距离为2R .现将另一正试验点电荷0q 从O 点经过半圆弧移到C 点.解: 如题8-16图示0π41ε=O U 0)(=-R q Rq0π41ε=O U )3(R q R q -R q0π6ε-=∴ Rqq U U qA o C O 00π6)(ε=-=8-17 如题8-17图所示的绝缘细线上均匀分布着线密度为λ的正电荷,两直导线的长度和半圆环的半径都等于R .试求环中心O解: (1)由于电荷均匀分布与对称性.AB 和CD 段电荷在O 点产生的场强互相抵消.取θd d R l =则θλd d R q =产生O 点Ed 如图.由于对称性.O 点场强沿y 轴负方向题8-17图θεθλππcos π4d d 2220⎰⎰-==R R E E yR0π4ελ=[)2sin(π-2sin π-]R0π2ελ-=(2) AB 电荷在O 点产生电势.以0=∞U⎰⎰===AB200012ln π4π4d π4d RRx x xxU ελελελ 同理CD 产生 2ln π402ελ=U 半圆环产生 0034π4πελελ==R R U∴ 0032142ln π2ελελ+=++=U U U U O8-18 一电子绕一带均匀电荷的长直导线以2×104m ·s -1的匀速率作圆周运动.求带电直线上的线电荷密度.(电子质量0m =9.1×10-31kg.电子电量e =1.60×10-19C) 解: 设均匀带电直线电荷密度为λ.在电子轨道处场强 rE 0π2ελ=电子受力大小 re eE F e0π2ελ==∴ rv mr e 20π2=ελ得 1320105.12π2-⨯==emv ελ1m C -⋅8-19 空气可以承受的场强的最大值为E =30kV ·cm -1.超过这个数值时空气要发生火花放电.今有一高压平行板电容器.极板间距离为d =0.5cm.解: 平行板电容器内部近似为均匀电场 ∴ 4105.1d ⨯==E U V8-20 根据场强E与电势U 的关系U E -∇= .求下列电场的场强:(1)点电荷q 的电场;(2)总电量为q .半径为R 的均匀带电圆环轴上一点;*(3)偶极子ql p =的l r >>处(见题8-20图)解: (1)点电荷 rqU 0π4ε=题 8-20 图∴ 0200π4r r q r r U E ε=∂∂-= 0r为r 方向单位矢量. (2)总电量q .半径为R 的均匀带电圆环轴上一点电势220π4x R qU +=ε∴ ()ix R qxi xU E 2/3220π4+=∂∂-=ε(3)偶极子l q p=在l r >>处的一点电势200π4cos ])cos 21(1)cos 2(1[π4r ql llr qU εθθθε=+--=∴ 30π2cos r p r U Erεθ=∂∂-= 30π4sin 1r p U r E εθθθ=∂∂-=8-21 证明:对于两个无限大的平行平面带电导体板(题8-21图)来说.(1)相向的两面上.电荷的面密度总是大小相等而符号相反;(2)相背的两面上. 证: 如题8-21图所示.设两导体A 、B 的四个平面均匀带电的电荷面密度依次为1σ.2σ.3σ.4σ题8-21图(1)则取与平面垂直且底面分别在A 、B 内部的闭合柱面为高斯面时.有0)(d 32=∆+=⋅⎰S S E sσσ∴ +2σ03=σ说明相向两面上电荷面密度大小相等、符号相反;(2)在A 内部任取一点P .则其场强为零.并且它是由四个均匀带电平面产生的场强叠加而成的.即222204321=---εσεσεσεσ 又∵ +2σ3=σ∴ 1σ4σ=说明相背两面上电荷面密度总是大小相等.符号相同.8-22 三个平行金属板A .B 和C 的面积都是200cm 2.A 和B 相距4.0mm.A 与C 相距2.0 mm .B .C 都接地.如题8-22图所示.如果使A 板带正电3.0×10-7C.略去边缘效应.问B 板和C 板上的感应电荷各是多少?以地的电势为零.则A 板的电势是多少?解: 如题8-22图示.令A 板左侧面电荷面密度为1σ.右侧面电荷面密度为2σ题8-22图(1)∵ AB AC U U =.即 ∴ AB AB AC AC E E d d = ∴ 2d d21===ACAB AB AC E E σσ 且 1σ+2σSq A =得 ,32Sq A =σ Sq A 321=σ而 7110232-⨯-=-=-=A Cq S qσCC10172-⨯-=-=S q B σ (2)301103.2d d ⨯===AC AC AC A E U εσV8-23 两个半径分别为1R 和2R (1R <2R )的同心薄金属球壳.现给内球壳带电+q .(1)(2)先把外球壳接地.然后断开接地线重新绝缘.*(3)再使内球壳接地.解: (1)内球带电q +;球壳内表面带电则为q -,外表面带电为q +.且均匀分布.其电势题8-23图⎰⎰∞∞==⋅=22020π4π4d d R R R q rr q r E U εε (2)外壳接地时.外表面电荷q +入地.外表面不带电.内表面电荷仍为q -.所以球壳电势由内球q +与内表面q -产生:0π4π42020=-=R q R q U εε(3)设此时内球壳带电量为q ';则外壳内表面带电量为q '-.外壳外表面带电量为+-q q ' (电荷守恒).此时内球壳电势为零.且π4'π4'π4'202010=+-+-=R q q R q R q U A εεε 得 q R R q 21=' 外球壳上电势()22021202020π4π4'π4'π4'R q R R R q q R q R q U B εεεε-=+-+-=8-24 半径为R 的金属球离地面很远.并用导线与地相联.在与球心相距为R d 3=处有一点电荷+q .试求:金属球上的感应电荷的电量.解: 如题8-24图所示.设金属球感应电荷为q '.则球接地时电势0=O U8-24图由电势叠加原理有:=O U 03π4π4'00=+Rq R q εε 得 -='q 3q8-25 有三个大小相同的金属小球.小球1.2带有等量同号电荷.相距甚远.其间的库仑力为0F .试求: (1)用带绝缘柄的不带电小球3先后分别接触1.2后移去.小球1.2之间的库仑力; (2)小球3依次交替接触小球1.2很多次后移去.小球1.2 解: 由题意知 202π4r q F ε=(1)小球3接触小球1后.小球3和小球1均带电2q q =',小球3再与小球2接触后.小球2与小球3均带电q q 43=''∴ 此时小球1与小球2间相互作用力00220183π483π4"'2F rqr q q F =-=εε (2)小球3依次交替接触小球1、2很多次后.每个小球带电量均为32q .∴ 小球1、2间的作用力00294π432322F r qq F==ε *8-26 如题8-26图所示.一平行板电容器两极板面积都是S.相距为d .分别维持电势A U =U .B U =0不变.现把一块带有电量q 的导体薄片平行地放在两极板正中间.片的面积也是S.片的厚度略去不计.求导体薄片的电势.解: 依次设A ,C ,B 从上到下的6个表面的面电荷密度分别为1σ.2σ.3σ.4σ,5σ,6σ如图所示.由静电平衡条件.电荷守恒定律及维持U U AB =可得以下6个方程题8-26图⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧++++==+=+-==+=+===+65432154326543002101σσσσσσσσσσεσσσσεσσd U S qSq d U U C S S q B A解得 Sq 261==σσSq dU2032-=-=εσσ Sq dU2054+=-=εσσ所以CB 间电场 S qd U E00422εεσ+==)2d(212d 02Sq U E U U CB C ε+===注意:因为C 片带电.所以2U U C ≠.若C 片不带电.显然2U U C =8-27 在半径为1R 的金属球之外包有一层外半径为2R 的均匀电介质球壳.介质相对介电常数为r ε.金属球带电Q .试求: (1)电介质内、外的场强;(2)电介质层内、外的电势; (3)金属球的电势.解: 利用有介质时的高斯定理∑⎰=⋅q S D Sdrd r d ⋅+⋅=⎰⎰∞∞rrE E U 外内(1)介质内)(21R r R <<场强303π4,π4r rQ E r r Q D r εε ==内;介质外)(2R r <场强303π4,π4r rQ E r Qr D ε==外(2)介质外)(2R r >电势rQ E U 0rπ4r d ε=⋅=⎰∞外介质内)(21R r R <<电势2020π4)11(π4R Q R r q rεεε+-=)11(π420R r Q r r-+=εεε (3)金属球的电势r d r d 221⋅+⋅=⎰⎰∞R R R E E U 外内⎰⎰∞+=222020π44πdr R R Rr r Qdr rQ εεε)11(π4210R R Q r r-+=εεε 8-28 如题8-28图所示.在平行板电容器的一半容积内充入相对介电常数为r ε的电介质.试求:在有电介质部分和无电介质部分极板上自由电荷面密度的比值.解: 如题8-28图所示.充满电介质部分场强为2E .真空部分场强为1E.自由电荷面密度分别为2σ与1σ由∑⎰=⋅0d q S D得11σ=D .22σ=D而 101E D ε=,202E D r εε=d21U E E == ∴r D D εσσ==1212题8-28图 题8-29图8-29 两个同轴的圆柱面.长度均为l .半径分别为1R 和2R (2R >1R ).且l >>2R -1R .两柱面之间充有介电常数ε的均匀电介质.当两圆柱面分别带等量异号电荷Q 和-Q 时.求:(1)在半径r 处(1R <r <2R =.厚度为dr.长为l 的圆柱薄壳中任一点的电场能量密度和整个薄壳中的电场能量;(2)电介质中的总电场能量; (3)圆柱形电容器的电容. 解: 取半径为r 的同轴圆柱面)(S 则 rlDS D S π2d )(=⋅⎰当)(21R r R <<时.Q q =∑ ∴ rlQ D π2= (1)电场能量密度 22222π82l r Q D w εε==薄壳中 rlrQ rl r l r Q w Wεευπ4d d π2π8d d 22222===(2)电介质中总电场能量⎰⎰===211222ln π4π4d d R R VR R l Q rl r Q W W εε(3)电容:∵ CQ W 22=∴ )/ln(π22122R R lW Q C ε==*8-30 金属球壳A 和B 的中心相距为r .A 和B 原来都不带电.现在A 的中心放一点电荷1q .在B 的中心放一点电荷2q .如题8-30图所示.试求: (1) 1q 对2q 作用的库仑力.2q 有无加速度;(2)去掉金属壳B .求1q 作用在2q 上的库仑力.此时2q 有无加速度. 解: (1)1q 作用在2q 的库仑力仍满足库仑定律.即2210π41r q q F ε=但2q 处于金属球壳中心.它受合力..为零.没有加速度. (2)去掉金属壳B .1q 作用在2q 上的库仑力仍是2210π41r q q F ε=.但此时2q 受合力不为零.有加速度.题8-30图 题8-31图8-31 如题8-31图所示.1C =0.25μF.2C =0.15μF.3C =0.20μF .1C 上电压为50V .求:AB U . 解: 电容1C 上电量111U C Q =电容2C 与3C 并联3223C C C += 其上电荷123Q Q = ∴ 355025231123232⨯===C U C C Q U86)35251(5021=+=+=U U U AB V8-32 1C 和2C 两电容器分别标明“200 pF 、500 V”和“300 pF、900 V”.把它们串联起来后等值电容是多少?如果两端加上1000 V .是否会击穿?解: (1) 1C 与2C 串联后电容1203002003002002121=+⨯=+='C C C C C pF(2)串联后电压比231221==C C U U .而100021=+U U∴ 6001=U V ,4002=U V 即电容1C 电压超过耐压值会击穿.然后2C 也击穿.8-33 将两个电容器1C 和2C 充电到相等的电压U 以后切断电源.再将每一电容器的正极板与另一电容器的负极板相联.试求:(1)每个电容器的最终电荷; (2)电场能量的损失.解: 如题8-33图所示.设联接后两电容器带电分别为1q ,2q题8-33图 则⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧==-=-=+2122112121201021U U U C U C q q U C U C q q q q解得 (1) =1q U C C C C C q U C C C C C 21212221211)(,)(+-=+-(2)电场能量损失W W W -=∆0)22()2121(2221212221C q C q U C U C +-+= 221212U C C C C +=8-34 半径为1R =2.0cm 的导体球.外套有一同心的导体球壳.壳的内、外半径分别为2R =4.0cm 和3R =5.0cm.当内球带电荷Q =3.0×10-8C .求:(1)整个电场储存的能量;(2)如果将导体壳接地.计算储存的能量;(3)此电容器的电容值.解: 如图.内球带电Q .外球壳内表面带电Q -.外表面带电Q题8-34图(1)在1R r <和32R r R <<区域0=E在21R r R <<时 301π4r r Q E ε = 3R r >时 302π4r r Q E ε = ∴在21R r R <<区域⎰=21d π4)π4(21222001R R r r r Q W εε⎰-==21)11(π8π8d 2102202R R R R Q rr Q εε 在3R r >区域⎰∞==32302220021π8d π4)π4(21R R Q r r r Q W εεε ∴ 总能量 )111(π83210221R R R Q W W W +-=+=ε 41082.1-⨯=J(2)导体壳接地时.只有21R r R <<时30π4r r Q E ε =,02=W ∴ 4210211001.1)11(π8-⨯=-==R R Q W W ε J (3)电容器电容 )11/(π422102R R Q W C-==ε 121049.4-⨯=F。
大学电磁学试题及答案

大学电磁学试题及答案一、选择题1. 下列哪个不是电磁场的性质?A. 磁场比电场强B. 磁场可以存储能量C. 磁场的形状与电流的形状无关D. 磁场可以做功2. 下列哪个不是电场的性质?A. 电场是矢量场B. 电场可以存储能量C. 电场的形状与电荷的分布有关D. 电场可以做功3. 以下哪个定理描述了电场的闭合性?A. 麦克斯韦方程组B. 电场强度叠加定理C. 安培环路定理D. 电场能量密度定理4. 以下哪个定理描述了磁场的无源性?A. 麦克斯韦方程组B. 磁场强度叠加定理C. 安培环路定理D. 磁场能量密度定理5. 在匀强电场中沿着电场方向移动电荷,电荷所受的力是:A. 垂直于电场方向的力B. 与电场方向相反的力C. 与电场方向相同的力D. 没有受力6. 以下哪个定理描述了磁场的涡旋性?A. 麦克斯韦方程组B. 磁场强度叠加定理C. 安培环路定理D. 磁场能量密度定理7. 当通过匀强磁场的导线以垂直于磁场方向的速度运动时,导线中将感应出电动势。
这个现象被称为:A. 法拉第现象B. 洛伦兹力C. 磁通量D. 磁感应强度8. 以下哪个定理描述了电磁感应现象?A. 麦克斯韦方程组B. 磁场强度叠加定理C. 安培环路定理D. 法拉第定律9. 高频交流电的传输会存在什么现象?A. 电流大于电压B. 电流和电压同相C. 电流小于电压D. 电流和电压反相10. 在电磁波中,电场和磁场之间的关系是:A. 电场和磁场互相作用B. 电场和磁场无关联C. 电场和磁场相互垂直D. 电场和磁场相互平行二、解答题1. 描述安培环路定理的表达式以及其含义。
安培环路定理的表达式是:$\oint \mathbf{B}\cdot d\mathbf{l} =\mu_0I_{\text{enc}}$。
该定理表示通过某一闭合回路的磁感应强度的环路积分等于该回路所围绕的电流的总和与真空中的磁导率的乘积。
即磁场的闭合性质。
2. 描述麦克斯韦方程组中法拉第电磁感应定律的表达式以及其含义。
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一、选择题:(每题3分) 1、均匀磁场的磁感强度B 垂直于半径为r 的圆面.今以该圆周为边线,作一半球面S ,则通过S 面的磁通量的大小为(A) 2πr 2B . (B) πr 2B .(C) 0. (D) 无法确定的量. [ B ]2、在磁感强度为B 的均匀磁场中作一半径为r 的半球面S ,S 边线所在平面的法线方向单位矢量n 与B 的夹角为α ,则通过半球面S 的磁通量(取弯面向外为正)为(A) πr 2B . (B) 2 πr 2B .(C) -πr 2B sin α. (D) -πr 2B cos α. [ D ]3、有一个圆形回路1及一个正方形回路2,圆直径和正方形的边长相等,二者中通有大小相等的电流,它们在各自中心产生的磁感强度的大小之比B 1 / B 2为(A) 0.90. (B) 1.00.(C) 1.11. (D) 1.22. [ C ]4、如图所示,电流从a 点分两路通过对称的圆环形分路,汇合于b 点.若ca 、bd 都沿环的径向,则在环形分路的环心处的磁感强度(A) 方向垂直环形分路所在平面且指向纸内.(B) 方向垂直环形分路所在平面且指向纸外. (C) 方向在环形分路所在平面,且指向b .(D) 方向在环形分路所在平面内,且指向a .(E) 为零.[E ]5、通有电流I 的无限长直导线有如图三种形状,则P ,Q ,O 各点磁感强度的大小B P ,B Q ,B O 间的关系为: (A) B P > B Q > B O . (B) B Q > B P > B O . (C) B Q > B O > B P . (D) B O > B Q > B P .[ D ]6、边长为l 的正方形线圈,分别用图示两种方式通以电流I (其中ab 、cd 与正方形共面),在这两种情况下,线圈在其中心产生的磁感强度的大小分别为(A) 01=B ,02=B . (B) 01=B ,l I B π=0222μ. (C) lI B π=0122μ,02=B .al π01lπ02[ C ]7、在真空中有一根半径为R 的半圆形细导线,流过的电流为I ,则圆心处的磁感强度为(A) R 140πμ. (B) R120πμ. (C) 0. (D) R140μ. [ D ] 8、一个电流元l I d 位于直角坐标系原点 ,电流沿z 轴方向 ,点P (x ,y ,z )的磁感强度沿x 轴的分量是:(A) 0.(B) 2/32220)/(d )4/(z y x l Iy ++π-μ.(C) 2/32220)/(d )4/(z y x l Ix ++π-μ.(D) )/(d )4/(2220z y x l Iy ++π-μ. [ B ]9、电流I 由长直导线1沿垂直bc 边方向经a 点流入由电阻均匀的导线构成的正三角形线框,再由b 点沿垂直ac 边方向流出,经长直导线2返回电源(如图).若载流直导线1、2和三角形框中的电流在框中心O 点产生的磁感强度分别用1B 、2B 和3B 表示,则O 点的磁感强度大小 (A) B = 0,因为B 1 = B 2 = B 3 = 0. (B) B = 0,因为虽然B 1≠ 0、B 2≠ 0,但021=+B B ,B 3 = 0. (C) B ≠ 0,因为虽然B 3= 0,但021≠+B B . (D) B ≠ 0,因为虽然021=+B B ,但B 3≠ 0. [ A ]10、电流由长直导线1沿半径方向经a 点流入一电阻均匀的圆环,再由b 点沿切向从圆环流出,经长导线2返回电源(如图).已知直导线上电流强度为I ,圆环的半径为R ,且a 、b 与圆心O 三点在同一直线上.设直电流1、2及圆环电流分别在O 点产生的磁感强度为1B 、2B 及3B ,则O 点的磁感强度的大小(B) B = 0,因为B 1 = B 2 = B 3 = 0. (B) B = 0,因为021=+B B ,B 3 = 0.(C) B ≠ 0,因为虽然B 1 = B 3 = 0,但B 2≠ 0.(D) B ≠ 0,因为虽然B 1 = B 2 = 0,但B 3≠ 0.(E) B ≠ 0,因为虽然B 2 = B 3 = 0,但B 1≠ 0. [ C ]11、电流I 由长直导线1沿垂直bc 边方向经a 点流入由电阻均匀的导线构成的正三角形线框,再由b 点流出,经长直导线2沿cb 延长线方向返回电源(如图).若载流直导线1、2和三角形框中的电流在框中心O 点产生的磁感强度分别用1B 、2B 和3B 表示,则O 点的磁感强度大小 (C) B = 0,因为B 1 = B 2 = B 3 = 0. (B) B = 0,因为虽然B 1≠ 0、B 2≠ 0,但021=+B B ,B 3 = 0.(C) B ≠ 0,因为虽然B 3 = 0、B 1= 0,但B 2≠ 0. (D) B ≠ 0,因为虽然021≠+B B ,但3B ≠ 0. [ C ]12、电流由长直导线1沿平行bc 边方向经过a 点流入由电阻均匀的导线构成的正三角形线框,由b 点流出,经长直导线2沿cb 延长线方向返回电源(如图).已知直导线上的电流为I ,三角框的每一边长为l .若载流导线1、2和三角框中的电流在三角框中心O 点产生的磁感强度分别用1B 、2B 和3B 表示,则O 点的磁感强度大小 (A) B = 0,因为B 1 = B 2 = B 3 = 0. (B) B = 0,因为021=+B B ,B 3= 0. (C) B ≠0,因为虽然021=+B B ,但B 3≠ 0. (D) B ≠0,因为虽然B 3= 0,但021≠+B B . [ D ]13、电流由长直导线1沿半径方向经a 点流入一电阻均匀的圆环,再由b 点沿半径方向流出,经长直导线2返回电源(如图).已知直导线上电流为I ,圆环的半径为R ,且a 、b与圆心O 三点在一直线上.若载流直导线1、2和圆环中的电流在O 点产生的磁感强度分别用1B 、2B 和3B 表示,则O 点磁感强度的大小为(D) B = 0,因为B 1 = B 2 = B 3 = 0. (B) B = 0,因为虽然B 1≠ 0、B 2≠ 0,但021=+B B ,B 3 = 0. (C) B ≠ 0,因为虽然021=+B B ,但B 3≠ 0. (D) B ≠ 0,因为虽然B 3 = 0,但021≠+B B . [ A ]14、电流由长直导线1沿切向经a 点流入一个电阻均匀的圆环,再由b 点沿切向从圆环流出,经长直导线2返回电源(如图).已知直导线上电流强度为I ,圆环的半径为R ,且a 、b 和圆心O 在同一直线上.设长直载流导线1、2和圆环中的电流分别在O 点产生的磁感强度为1B 、2B 、3B ,则圆心处磁感强度的大小(E) B = 0,因为B 1 = B 2 = B 3 = 0.大学物理 电磁学(B) B = 0,因为虽然B 1≠ 0、B 2≠ 0,但021=+B B ,B 3 = 0. (C) B ≠ 0,因为B 1≠ 0、B 2≠ 0,B 3≠ 0. (D) B ≠ 0,因为虽然B 3 = 0,但021≠+B B . [ B ]15、电流由长直导线1沿半径方向经a 点流入一由电阻均匀的导线构成的圆环,再由b 点沿半径方向从圆环流出,经长直导线2返回电源(如图).已知直导线上电流强度为I ,∠aOb =30°.若长直导线1、2和圆环中的电流在圆心O 点产生的磁感强度分别用1B 、2B 、3B 表示,则圆心O 点的磁感强度大小 (F) B = 0,因为B 1 = B 2 = B 3 = 0. (B) B = 0,因为虽然B 1≠ 0、B 2≠ 0,但021=+B B ,B 3 = 0. (C) B ≠ 0,因为虽然B 3= 0,但021≠+B B . (D) B ≠ 0,因为B 3≠ 0,021≠+B B ,所以0321≠++B B B . [ A ]16、如图所示,电流由长直导线1沿ab 边方向经a 点流入由电阻均匀的导线构成的正方形框,由c 点沿dc 方向流出,经长直导线2返回电源.设载流导线1、2和正方形框中的电流在框中心O 点产生的磁感强度分别用1B 、2B 、3B 表示,则O 点的磁感强度大小(A) B = 0,因为B 1 = B 2 = B 3 = 0.(B) B = 0,因为虽然B 1≠ 0、B 2≠ 0,但021=+B B .B 3 = 0 (C) B ≠ 0,因为虽然021=+B B ,但B 3≠ 0. (D) B ≠ 0,因为虽然B 3= 0,但021≠+B B . [ B ]17、 如图所示,电流I 由长直导线1经a 点流入由电阻均匀的导线构成的正方形线框,由b 点流出,经长直导线2返回电源(导线1、2的延长线均通过O 点).设载流导线1、2和正方形线框中的电流在框中心O 点产生的磁感强度分别用 1B 、2B 、3B 表示,则O 点的磁感强度大小 (A) B = 0,因为B 1 = B 2 = B 3 = 0. (B) B = 0,因为虽然B 1≠ 0、B 2≠ 0、B 3≠ 0,但0321=++B B B . (C) B ≠ 0,因为虽然021=+B B ,但B 3≠ 0. (D) B ≠ 0,因为虽然B 3= 0,但021≠+B B . [ A ]18、在一平面内,有两条垂直交叉但相互绝缘的导线,流过每条导线的电流i 的大小相等,其方向如图所示.问哪些区域中有某些点的磁感强度B 可能为零?(A) 仅在象限Ⅰ. (B) 仅在象限Ⅱ. (C) 仅在象限Ⅰ,Ⅲ. (D) 仅在象限Ⅰ,Ⅳ.1 2(E) 仅在象限Ⅱ,Ⅳ. [ E ]19、如图,边长为a 的正方形的四个角上固定有四个电荷均为q 的点电荷.此正方形以角速度ω 绕AC 轴旋转时,在中心O 点产生的磁感强度大小为B 1;此正方形同样以角速度ω绕过O 点垂直于正方形平面的轴旋转时,在O 点产生的磁感强度的大小为B 2,则B 1与B 2间的关系为(A) B 1 = B 2. (B) B 1 = 2B 2.(C) B 1 = 21B 2. (D) B 1 = B 2 /4. [ C ]20、边长为L 的一个导体方框上通有电流I ,则此框中心的磁感强度(A) 与L 无关. (B) 正比于L 2.(C) 与L 成正比. (D) 与L 成反比. (E) 与I 2有关. [ D ]21、如图,流出纸面的电流为2I ,流进纸面的电流为I ,则下述各式中哪一个是正确的?(A) I l H L 2d 1=⎰⋅ . (B) I l H L =⎰⋅2d (C) I l H L -=⎰⋅3d . (D) I l H L -=⎰⋅4d .[ D ]22、如图,在一圆形电流I 所在的平面内,选取一个同心圆形闭合回路L ,则由安培环路定理可知 (A) 0d =⎰⋅L l B ,且环路上任意一点B = 0. (B) 0d =⎰⋅L l B ,且环路上任意一点B ≠0.(C) 0d ≠⎰⋅Ll B ,且环路上任意一点B ≠0.(D) 0d ≠⎰⋅L l B ,且环路上任意一点B =常量. [ B ]23、如图,两根直导线ab 和cd 沿半径方向被接到一个截面处处相等的铁环上,稳恒电流I 从a 端流入而从d 端流出,则磁感强度B 沿图中闭合路径L 的积分⎰⋅L l B d(A) I 0μ. (B) I 031μ. C q 4(C) 4/0I μ. (D) 3/20I μ. [ D ]24、若空间存在两根无限长直载流导线,空间的磁场分布就不具有简单的对称性,则该磁场分布(A) 不能用安培环路定理来计算.(B) 可以直接用安培环路定理求出.(C) 只能用毕奥-萨伐尔定律求出.(D) 可以用安培环路定理和磁感强度的叠加原理求出. [ D ]25、取一闭合积分回路L ,使三根载流导线穿过它所围成的面.现改变三根导线之间的相互间隔,但不越出积分回路,则 (A) 回路L 内的∑I 不变,L 上各点的B 不变. (B) 回路L 内的∑I 不变,L 上各点的B 改变. (C) 回路L 内的∑I 改变,L 上各点的B 不变. (D) 回路L 内的∑I 改变,L 上各点的B 改变. [ B ]26、距一根载有电流为3×104 A 的电线1 m 处的磁感强度的大小为(A) 3×10-5 T . (B) 6×10-3 T .(C) 1.9×10-2T . (D) 0.6 T .(已知真空的磁导率μ0 =4π×10-7 T ·m/A) [ B ]27、在图(a)和(b)中各有一半径相同的圆形回路L 1、L 2,圆周内有电流I 1、I 2,其分布相同,且均在真空中,但在(b)图中L 2回路外有电流I 3,P 1、P 2为两圆形回路上的对应点,则: (A) =⎰⋅1d L l B ⎰⋅2d L l B , 21P P B B =(B) ≠⎰⋅1d L l B ⎰⋅2d L l B , 21P P B B =. (C) =⎰⋅1d L l B ⎰⋅2dL l B , 21P P B B ≠. (D) ≠⎰⋅1d L l B ⎰⋅2d L l B , 21P P B B ≠. [ C ]28、如图,一个电荷为+q 、质量为m 的质点,以速度v 沿x 轴射入磁感强度为B 的均匀磁场中,磁场方向垂直纸面向里,其范围从x = 0延伸到无限远,如果质点在x = 0和y = 0处进入磁场,则它将以速度v -从磁场中某一点出来,这点坐标是x = 0 和 L 1 2I 3 (a) (b) ⊙(A) qB m y v +=. (B) qBm y v 2+=. (C) qB m y v 2-=. (D) qB m y v -=. [ B ]29、一运动电荷q ,质量为m ,进入均匀磁场中,(A) 其动能改变,动量不变. (B) 其动能和动量都改变.(C) 其动能不变,动量改变. (D) 其动能、动量都不变. [ C ]30、A 、B 两个电子都垂直于磁场方向射入一均匀磁场而作圆周运动.A 电子的速率是B 电子速率的两倍.设R A ,R B 分别为A 电子与B 电子的轨道半径;T A ,T B 分别为它们各自的周期.则(A) R A ∶R B =2,T A ∶T B =2. (B) R A ∶R B 21=,T A ∶T B =1. (C) R A ∶R B =1,T A ∶T B 21=. (D) R A ∶R B =2,T A ∶T B =1. [ D ]31、一铜条置于均匀磁场中,铜条中电子流的方向如图所示.试问下述哪一种情况将会发生?(A) 在铜条上a 、b 两点产生一小电势差,且U a > U b . (B) 在铜条上a 、b 两点产生一小电势差,且U a < U b . (C) 在铜条上产生涡流. (D) 电子受到洛伦兹力而减速. [ A ]32、一电荷为q 的粒子在均匀磁场中运动,下列哪种说法是正确的?(A) 只要速度大小相同,粒子所受的洛伦兹力就相同.(B) 在速度不变的前提下,若电荷q 变为-q ,则粒子受力反向,数值不变.(C) 粒子进入磁场后,其动能和动量都不变.(D) 洛伦兹力与速度方向垂直,所以带电粒子运动的轨迹必定是圆.[ B ]33、一电子以速度v 垂直地进入磁感强度为B 的均匀磁场中,此电子在磁场中运动轨道所围的面积内的磁通量将(A) 正比于B ,反比于v 2. (B) 反比于B ,正比于v 2. (C) 正比于B ,反比于v . (D) 反比于B ,反比于v .[ B ]× × ×34、图为四个带电粒子在O 点沿相同方向垂直于磁感线射入均匀磁场后的偏转轨迹的照片.磁场方向垂直纸面向外,轨迹所对应的四个粒子的质量相等,电荷大小也相等,则其中动能最大的带负电的粒子的轨迹是(A) Oa . (B) Ob .(C) Oc . (D) Od . [ C ]35、如图所示,在磁感强度为B 的均匀磁场中,有一圆形载流导线,a 、b 、c 是其上三个长度相等的电流元,则它们所受安培力大小的关系为(A) F a > F b > F c . (B) F a < F b < F c .(C) F b > F c > F a . (D) F a > F c > F b . [ C ]36、如图,长载流导线ab 和cd 相互垂直,它们相距l ,ab 固定不动,cd 能绕中点O 转动,并能靠近或离开ab .当电流方向如图所示时,导线cd 将 (A) 顺时针转动同时离开ab .(B) 顺时针转动同时靠近ab .(C) 逆时针转动同时离开ab .(D) 逆时针转动同时靠近ab . [ D ]37、两个同心圆线圈,大圆半径为R ,通有电流I 1;小圆半径为r ,通有电流I 2,方向如图.若r << R (大线圈在小线圈处产生的磁场近似为均匀磁场),当它们处在同一平面内时小线圈所受磁力矩的大小为 (A) R r I I 22210πμ. (B) Rr I I 22210μ. (C) rR I I 22210πμ. (D) 0. [ D ]38、两根平行的金属线载有沿同一方向流动的电流.这两根导线将:(A) 互相吸引. (B) 互相排斥.(C) 先排斥后吸引. (D) 先吸引后排斥. [ A ]39、有一N 匝细导线绕成的平面正三角形线圈,边长为a ,通有电流I ,置于均匀外磁场B 中,当线圈平面的法向与外磁场同向时,该线圈所受的磁力矩M m 值为(A) 2/32IB Na . (B) 4/32IB Na .(C) ︒60sin 32IB Na . (D) 0. [ B ]OO r R I 1 I 240、有一矩形线圈AOCD ,通以如图示方向的电流I ,将它置于均匀磁场B 中,B 的方向与x 轴正方向一致,线圈平面与x 轴之间的夹角为α,α < 90°.若AO 边在y 轴上,且线圈可绕y 轴自由转动,则线圈将 (A) 转动使α 角减小. (B) 转动使α角增大. (C) 不会发生转动.(D) 如何转动尚不能判定. [ D ]41、若一平面载流线圈在磁场中既不受力,也不受力矩作用,这说明:(A) 该磁场一定均匀,且线圈的磁矩方向一定与磁场方向平行.(B) 该磁场一定不均匀,且线圈的磁矩方向一定与磁场方向平行.(C) 该磁场一定均匀,且线圈的磁矩方向一定与磁场方向垂直.(D) 该磁场一定不均匀,且线圈的磁矩方向一定与磁场方向垂直.[ A ] 42、图示一测定水平方向匀强磁场的磁感强度B (方向见图)的实验装置.位于竖直面内且横边水平的矩形线框是一个多匝的线圈.线框挂在天平的右盘下,框的下端横边位于待测磁场中.线框没有通电时,将天平调节平衡;通电后,由于磁场对线框的作用力而破坏了天平的平衡,须在天平左盘中加砝码m 才能使天平重新平衡.若待测磁场的磁感强度增为原来的3倍,而通过线圈的电流减为原来的21,磁场和电流方向保持不变,则要使天平重新平衡,其左盘中加的砝码质量应为(A) 6m . (B) 3m /2.(C) 2m /3. (D) m /6.(E) 9m /2. [ B ]43、如图,无限长直载流导线与正三角形载流线圈在同一平面内,若长直导线固定不动,则载流三角形线圈将(A) 向着长直导线平移.(B) 离开长直导线平移.(C) 转动. (D) 不动. [ A ]44、四条皆垂直于纸面的载流细长直导线,每条中的电流皆为I .这四条导线被纸面截得的断面,如图所示,它们组成了边长为2a 的正方形的四个角顶,每条导线中的电流流向亦如图所示.则在图中正方形中心点O 的磁感强度的大小为BI 1 I I aa πa2π0 (C) B = 0. (D) I a B π=0μ. [ C ]45、一载有电流I 的细导线分别均匀密绕在半径为R 和r 的长直圆筒上形成两个螺线管,两螺线管单位长度上的匝数相等.设R = 2r ,则两螺线管中的磁感强度大小B R 和B r 应满足:(A) B R = 2 B r . (B) B R = B r .(C) 2B R = B r . (D) B R = 4 B r . [ B ]46、四条平行的无限长直导线,垂直通过边长为a =20 cm 的正方形顶点,每条导线中的电流都是I =20 A ,这四条导线在正方形中心O 点产生的磁感强度为(μ0 =4π×10-7 N ·A -2)(A) B =0. (B) B = 0.4×10-4 T .(C) B = 0.8×10-4 T. (D) B =1.6×10-4 T . [ C ]47、有一半径为R 的单匝圆线圈,通以电流I ,若将该导线弯成匝数N = 2的平面圆线圈,导线长度不变,并通以同样的电流,则线圈中心的磁感强度和线圈的磁矩分别是原来的(A) 4倍和1/8. (B) 4倍和1/2.(C) 2倍和1/4. (D) 2倍和1/2. [ B ] 48、关于稳恒电流磁场的磁场强度H ,下列几种说法中哪个是正确的? (A) H 仅与传导电流有关. (B) 若闭合曲线内没有包围传导电流,则曲线上各点的H 必为零. (C) 若闭合曲线上各点H 均为零,则该曲线所包围传导电流的代数和为零. (D) 以闭合曲线L为边缘的任意曲面的H 通量均相等. [ C ]49、图示载流铁芯螺线管,其中哪个图画得正确?(即电源的正负极,铁芯的磁性,磁力线方向相互不矛盾.)[ C ]a50、附图中,M 、P 、O 为由软磁材料制成的棒,三者在同一平面内,当K 闭合后,(A) M 的左端出现N 极. (B) P 的左端出现N 极.(C) O 的右端出现N 极. (D) P 的右端出现N 极.[ B ]51、如图所示的一细螺绕环,它由表面绝缘的导线在铁环上密绕而成,每厘米绕10匝.当导线中的电流I 为2.0 A 时,测得铁环内的磁感应强度的大小B 为1.0 T ,则可求得铁环的相对磁导率μr 为(真空磁导率μ 0 =4π×10-7 T ·m ·A -1)(A) 7.96×102(B) 3.98×102 (C) 1.99×102 (D) 63.3 [ B ]52、磁介质有三种,用相对磁导率μr 表征它们各自的特性时,(A) 顺磁质μr >0,抗磁质μr <0,铁磁质μr >>1.(B) 顺磁质μr >1,抗磁质μr =1,铁磁质μr >>1.(C) 顺磁质μr >1,抗磁质μr <1,铁磁质μr >>1.(D) 顺磁质μr <0,抗磁质μr <1,铁磁质μr >0. [ C ]53、顺磁物质的磁导率:(A) 比真空的磁导率略小. (B) 比真空的磁导率略大.(C) 远小于真空的磁导率. (D) 远大于真空的磁导率. [ B ]54、用细导线均匀密绕成长为l 、半径为a (l >> a )、总匝数为N 的螺线管,管内充满相对磁导率为μr 的均匀磁介质.若线圈中载有稳恒电流I ,则管中任意一点的(A) 磁感强度大小为B = μ0 μ r NI .(B) 磁感强度大小为B = μ r NI / l .(C) 磁场强度大小为H = μ 0NI / l .(D) 磁场强度大小为H = NI / l . [ D ]55、一闭合正方形线圈放在均匀磁场中,绕通过其中心且与一边平行的转轴OO ′转动,转轴与磁场方向垂直,转动角速度为ω,如图所示.用下述哪一种办法可以使线圈中感应电流的幅值增加到原来的两倍(导线的电阻不能忽略)?(A) 把线圈的匝数增加到原来的两倍. (B) 把线圈的面积增加到原来的两倍,而形状不变.(C) 把线圈切割磁力线的两条边增长到原来的两倍.(D) 把线圈的角速度ω增大到原来的两倍. [ D ]M O P56、一导体圆线圈在均匀磁场中运动,能使其中产生感应电流的一种情况是(A) 线圈绕自身直径轴转动,轴与磁场方向平行.(B) 线圈绕自身直径轴转动,轴与磁场方向垂直.(C) 线圈平面垂直于磁场并沿垂直磁场方向平移.(D) 线圈平面平行于磁场并沿垂直磁场方向平移. [ B ]57、如图所示,一矩形金属线框,以速度v 从无场空间进入一均匀磁场中,然后又从磁场中出来,到无场空间中.不计线圈的自感,下面哪一条图线正确地表示了线圈中的感应电流对时间的函数关系?(从线圈刚进入磁场时刻开始计时,I 以顺时针方向为正)[ C ]58、两根无限长平行直导线载有大小相等方向相反的电流I ,并各以d I /d t 的变化率增长,一矩形线圈位于导线平面内(如图),则:(A) 线圈中无感应电流.(B) 线圈中感应电流为顺时针方向.(C) 线圈中感应电流为逆时针方向.(D) 线圈中感应电流方向不确定. [ B ]59、将形状完全相同的铜环和木环静止放置,并使通过两环面的磁通量随时间的变化率相等,则不计自感时(A) 铜环中有感应电动势,木环中无感应电动势.(B) 铜环中感应电动势大,木环中感应电动势小.(C) 铜环中感应电动势小,木环中感应电动势大.(D) 两环中感应电动势相等. [ D ]60、在无限长的载流直导线附近放置一矩形闭合线圈,开始时线圈与导线在同一平面内,且线圈中两条边与导线平行,当线圈以相同的速率作如图所示的三种不同方向的平动时,线圈中的感应电流B I O (D)I O (C)O (B) Ib d bcd c d v v I(A) 以情况Ⅰ中为最大. (B) 以情况Ⅱ中为最大.(C) 以情况Ⅲ中为最大. (D) 在情况Ⅰ和Ⅱ中相同. [ B ]61、一个圆形线环,它的一半放在一分布在方形区域的匀强磁场B 中,另一半位于磁场之外,如图所示.磁场B 的方向垂直指向纸内.欲使圆线环中产生逆时针方向的感应电流,应使(A) 线环向右平移. (B) 线环向上平移. (C) 线环向左平移.(D) 磁场强度减弱. [ C ]62、如图所示,一载流螺线管的旁边有一圆形线圈,欲使线圈产生图示方向的感应电流i ,下列哪一种情况可以做到? (A) 载流螺线管向线圈靠近.(B) 载流螺线管离开线圈. (C) 载流螺线管中电流增大.(D) 载流螺线管中插入铁芯. [ B ]63、如图所示,闭合电路由带铁芯的螺线管,电源,滑线变阻器组成.问在下列哪一种情况下可使线圈中产生的感应电动势与原电流I的方向相反. (A) 滑线变阻器的触点A 向左滑动. (B) 滑线变阻器的触点A 向右滑动. (C) 螺线管上接点B 向左移动(忽略长螺线管的电阻).(D) 把铁芯从螺线管中抽出. [ A ]64、 一矩形线框长为a 宽为b ,置于均匀磁场中,线框绕OO ′轴,以匀角速度ω旋转(如图所示).设t =0时,线框平面处于纸面内,则任一时刻感应电动势的大小为(A) 2abB | cos ω t |. (B) ω abB(C)t abB ωωcos 21. (D) ω abB | cos ω t |. (E) ω abB | sin ω t |. [ D ]65、一无限长直导体薄板宽为l ,板面与z 轴垂直,板的长度方向沿y 轴,板的两侧与一个伏特计相接,如图.整个系统放在磁感强度为B 的均匀磁场中,B 的方向沿z 轴正方向.如果伏特计与导体平板均以速度v 向y 轴正方向移动,则伏特计指示的电压值为(A) 0. (B) 21v Bl .(C) v Bl . (D) 2v Bl . [ A ]66、一根长度为L 的铜棒,在均匀磁场 B 中以匀角速度ω绕通过其一端O 的定轴旋转着,B 的方向垂直铜棒转动的平面,如图所示.设t =0时,铜棒与Ob 成θ 角(b 为铜棒转动的平面上的一个固定点),则在任一时刻t 这根铜棒两端之间的感应电动势是:(A) )cos(2θωω+t B L . (B)t B L ωωcos 212.(C) )cos(22θωω+t B L . (D) B L 2ω.(E)B L 221ω. [ E ] 67、如图,长度为l 的直导线ab 在均匀磁场B 中以速度v 移动,直导线ab 中的电动势为(A) Bl v .(B) Bl v sin α. (C) Bl v cos α. (D) 0. [ D ]68、如图所示,导体棒AB 在均匀磁场B 中 绕通过C 点的垂直于棒长且沿磁场方向的轴OO ' 转动(角速度ω 与B 同方向),BC 的长度为棒长的31,则 (A) A 点比B 点电势高. (B) A 点与B 点电势相等.(B) A 点比B 点电势低. (D) 有稳恒电流从A 点流向B 点. [ A ]69、如图所示,矩形区域为均匀稳恒磁场,半圆形闭合导线回路在纸面内绕轴O 作逆时针方向匀角速转动,O 点是圆心且恰好落在磁场的边缘上,半圆形闭合导线完全在磁场外时开始计时.图(A)—(D)的 --t 函数图象中哪一条属于半圆形导线回路中产生的感应电动势? [ A ]70、如图所示,M 、N 为水平面内两根平行金属导轨,ab 与cd 为垂直于导轨并可在其上自由滑动的两根直裸导线.外磁场垂直水平面向上.当外力使ab 向右平移时,cd(A) 不动. (B) 转动. (C) 向左移动. (D) 向右移动.[ D ]B ☜ t O (A) ☜ t O (C) ☜ t O (B) ☜ tO (D) c a b d N M B71、有两个线圈,线圈1对线圈2的互感系数为M 21,而线圈2对线圈1的互感系数为M 12.若它们分别流过i 1和i 2的变化电流且ti t i d d d d 21>,并设由i 2变化在线圈1中产生的互感电动势为 12,由i 1变化在线圈2中产生的互感电动势为 21,判断下述哪个论断正确.(A) M 12 = M 21, 21 = 12.(B) M 12≠M 21, 21 ≠ 12.(C) M 12 = M 21, 21 > 12.(D) M 12 = M 21, 21 < 12. [ C ]72、已知一螺绕环的自感系数为L .若将该螺绕环锯成两个半环式的螺线管,则两个半环螺线管的自感系数(A) 都等于L 21. (B) 有一个大于L 21,另一个小于L 21. (C) 都大于L 21. (D) 都小于L 21. [ D ]73、面积为S 和2 S 的两圆线圈1、2如图放置,通有相同的电流I .线圈1的电流所产生的通过线圈2的磁通用Φ21表示,线圈2的电流所产生的通过线圈1的磁通用Φ12表示,则Φ21和Φ12的大小关系为:(A) Φ21 =2Φ12. (B) Φ21 >Φ12.(C) Φ21 =Φ12. (D) Φ21 =21Φ12. [ A ]74、如图所示的电路中,A 、B 是两个完全相同的小灯泡,其内阻r >>R ,L 是一个自感系数相当大的线圈,其电阻与R 相等.当开关K 接通和断开时,关于灯泡A 和B 的情况下面哪一种说法正确?(A) K 接通时,I A >I B . (B) K 接通时,I A =I B . (C) K 断开时,两灯同时熄灭.(D) K 断开时,I A =I B . [ C ]75、用线圈的自感系数L 来表示载流线圈磁场能量的公式221LI W m =(A) 只适用于无限长密绕螺线管. (B) 只适用于单匝圆线圈.(C) 只适用于一个匝数很多,且密绕的螺绕环.(D) 适用于自感系数L一定的任意线圈. [ D ]76、两根很长的平行直导线,其间距离d 、与电源组成回路如图.已知导线上的电流为I ,两根导线的横截面的半径均为r 0.设用L 表示两导线回路单位长度的自感系数,则沿导线单位长度的空间内的总磁能W m 为 (A) 221LI .(B) 221LI ⎰∞+π-+0d π2])(2π2[2002r r r r d I r I I μμ (C) ∞.(D) 221LI 020ln 2r d I π+μ [ A ]77、真空中一根无限长直细导线上通电流I ,则距导线垂直距离为a 的空间某点处的磁能密度为(A) 200)2(21aI πμμ (B) 200)2(21a I πμμ (C) 20)2(21Ia μπ (D) 200)2(21a I μμ [ B ] 78、电位移矢量的时间变化率t D d /d 的单位是A )库仑/米2 (B )库仑/秒C )安培/米2 (D )安培•米2 C79、对位移电流,有下述四种说法,请指出哪一种说法正确.(A) 位移电流是指变化电场.(B) 位移电流是由线性变化磁场产生的.(C) 位移电流的热效应服从焦耳─楞次定律.(D) 位移电流的磁效应不服从安培环路定理. [ A ] 80、在感应电场中电磁感应定律可写成t l E LK d d d Φ-=⎰⋅ ,式中K E 为感应电场的电场强度.此式表明: (A) 闭合曲线L 上K E 处处相等.(B) 感应电场是保守力场.(C) 感应电场的电场强度线不是闭合曲线.(D) 在感应电场中不能像对静电场那样引入电势的概念. [ D ]二、填空题(每题4分)81、一磁场的磁感强度为k c j b i a B ++= (SI),则通过一半径为R ,开口向z轴正方向的半球壳表面的磁通量的大小为πR 2c Wb .82、真空中有一载有稳恒电流I 的细线圈,则通过包围该线圈的封闭曲面S 的磁通量Φ=⎰⋅Ss d B =0.若通过S 面上某面元S d 的元磁通为d Φ,而线圈中的电流增加为2I 时,通过同一面元的元磁通为d Φ',则d Φ∶d Φ'=1:283、在非均匀磁场中,有一电荷为q 的运动电荷.当电荷运动至某点时,其速率为v ,运动方向与磁场方向间的夹角为α ,此时测出它所受的磁力为f m .则该运动电荷所在处的磁感强度的大小为f m /(qvsin α) 磁力f m 的方向一定垂直运动电荷速度矢量与该点磁感应强度矢量所组成的平面84、沿着弯成直角的无限长直导线,流有电流I =10 A .在直角所决定的平面内,距两段导线的距离都是a =20 cm 处的磁感强度B =_1.71×10-5T _.(μ0 =4π×10-7 N/A 2)85、在真空中,将一根无限长载流导线在一平面内弯成如图所示的形状,并通以电流I ,则圆心O 点的磁感强度B 的值为μ0I/(4a ).86、电流由长直导线1沿切向经a 点流入一由电阻均匀的导线构成的圆环,再由b 点沿切线流出,经长直导线2返回电源(如图).已知直导线上的电流强度为I ,圆环的半径为R ,且a 、b 和圆心O 在同一直线上,则O 点的磁感强度的大小为087、在真空中,电流由长直导线1沿半径方向经a 点流入一由电阻均匀的导线构成的圆环,再由b 点沿切向从圆环流出,经长直导线2返回电源(如图).已知直导线上的电流强度为I ,圆环半径为R .a 、b 和圆心O 在同一直线上,则O 处的磁感强度B 的大小为_μ0I/(4R π)__.88、如图,球心位于O 点的球面,在直角坐标系xOy 和xOz 平面上的两个圆形交线上分别流有相同的电流,其流向各与y 轴和z 轴的正方向成右手螺旋关系.则由此形成的磁场在O 点的方向为两单位矢量j 和k 之和的方面,即(k j +)的方向_.。